CN217486195U - 用于对脑机接口设备充电的装置及脑机接口系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于对脑机接口设备充电的装置及脑机接口系统，其中装置包括：盒体和安装于盒体内部的充电模块，其中，盒体包括可拆卸安装的第一L形底座壳和第二L形顶部壳，第二L形顶部壳的中部向盒体内部凹陷形成用于放置脑机接口设备的容纳腔；充电模块包括充电控制电路、为充电控制电路供电的电池以及与电池连接的第一充电接口，充电控制电路还连接有金属触点，金属触点贯穿第二L形顶部壳，以使金属触点与放置于容纳腔内的脑机接口设备的第二充电接口连接，本申请解决了相关技术中脑机接口设备的收纳存在的无序性问题，还向脑机接口设备提供了专门性的充电装置，实现了脑机接口设备的移动式充电，提升了脑机接口设备的便携性。

Description

用于对脑机接口设备充电的装置及脑机接口系统

技术领域

本申请涉及脑机接口设备的充电技术领域，具体涉及一种用于对脑机接口设备充电的装置及脑机接口系统。

背景技术

脑机接口(Brain Computer Interface，BCI)是指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接，实现脑与设备的信息交换。现有的脑机接口设备包括侵入式和非侵入式两种，其中，非侵入式的脑机接口设备因其无创性、低风险性、便捷性，成为脑机交互发展的重点之一。然而，相关技术中并没有为非侵入式的脑机接口设备进行充电的装置，这就使得脑机接口设备存在使用交流电充电，携带不便的问题。

实用新型内容

为了解决上述至少一个问题，本申请提供一种用于对脑机接口设备充电的装置及脑机接口系统。

第一方面，本申请提供了一种用于对脑机接口设备充电的装置，该装置包括：

盒体，包括可拆卸安装的第一L形底座壳和第二L形顶部壳，第二L形顶部壳的中部向盒体内部凹陷形成用于放置脑机接口设备的容纳腔；充电模块，安装于盒体内部，包括充电控制电路、为充电控制电路供电的电池以及与电池连接的第一充电接口，充电控制电路还连接有金属触点，金属触点贯穿第二L形顶部壳，以使金属触点与放置于容纳腔内的脑机接口设备的第二充电接口连接。

进一步地，充电控制电路被配置为：当检测到与金属触点连接的脑机接口设备的电量小于预设充电阈值时，控制电池向脑机接口设备充电；当检测到与金属触点连接的脑机接口设备的电量大于预设断电阈值时，控制电池中断向脑机接口设备充电。

进一步地，充电模块还包括相互连接的开关切换电路和无线充电线圈，开关切换电路连接充电控制电路和第一充电接口，以使充电控制电路通过开关切换电路控制无线充电线圈或第一充电接口为电池充电。

进一步地，第二L形顶部壳上还设置有向盒体内部凹陷形成用于放置耳机的耳机容纳腔，耳机容纳腔底部设置有与充电控制电路连接的充电指针。

进一步地，盒体上设置有充电数据线收纳槽，充电数据线收纳槽内设置有若干与电池连接的接口线。

进一步地，盒体上设置有与充电控制电路连接的开关按键和若干电量指示灯，充电控制电路被配置为：当开关按键被打开时，检测电池的电量，并根据电量控制电量指示灯的亮灯数量。

进一步地，充电控制电路包括微处理单元MCU，微处理单元MCU连接电量检测模块和通信模块，以通过电量检测模块检测脑机接口设备的电量，使该用于对脑机接口设备充电的装置通过通信芯片连接终端。

进一步地，该用于对脑机接口设备充电的装置还包括与充电控制电路连接的第一位置检测传感器，充电控制电路被配置为：

当第一位置检测传感器检测到脑机接口设备位于容纳腔时，向终端发送第一中断信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过第一中断信号断开与终端的连接；或

当第一位置检测传感器检测到脑机接口设备离开容纳腔时，向终端发送第一连接信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过第一连接信号与终端连接。

进一步地，该装置还包括用于覆盖盒体的脑机盒盖。

更进一步地，该用于对脑机接口设备充电的装置还包括与充电控制电路连接第二位置检测传感器，充电控制电路被配置为：

当脑机接口设备位于容纳腔且第二位置检测传感器检测到脑机盒盖被打开时，向终端发送第二连接信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过第二连接信号连接终端；或

当脑机接口设备位于容纳腔时且第二位置检测传感器检测到脑机盒盖被关闭时，向终端发送第二中断信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过第二中断信号切断与终端的连接。

第二方面，本申请提供了一种脑机接口系统，该系统包括：脑机接口设备；上述用于对脑机接口设备充电的装置；以及终端。

本申请实施例通过盒体以及充电模块的设置，不仅为脑机接口设备提供了收纳空间，解决了相关技术中脑机接口设备的收纳存在的无序性问题，还向脑机接口设备提供了专门性的充电装置，实现了脑机接口设备的移动式充电，提升了脑机接口设备的便携性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的用于对脑机接口设备进行充电的装置一个实施例的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的用于对脑机接口设备进行充电的装置一个实施例的爆炸构示意图；

图3为本申请实施例提供的用于对脑机接口设备进行充电的装置中充电控制电路一个实施例的PCB电路结构示意图；

图4为本申请实施例提供的用于对脑机接口设备进行充电的装置中充电控制电路另一个实施例的框图结构示意图；

图5为本申请实施例提供的用于对脑机接口设备进行充电的装置中充电控制电路另一个实施例的PCB电路结构示意图；

图6为本申请实施例提供的用于对脑机接口设备进行充电的装置的另一个实施例的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的用于对脑机接口设备进行充电的装置又一个实施例的爆炸结构示意图；

图8为本申请实施例提供的用于对脑机接口设备进行充电的装置又一个实施例的爆炸结构示意图；

图9为本申请实施例提供的脑机接口系统一个实施例的结构示意图；以及

图10为本申请实施例提供的脑机接口系统另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请实施例提供了一种用于对脑机接口设备充电的装置，如图1-2所示，该用于对脑机接口设备充电的装置100包括盒体10和充电模块。

盒体10包括可拆卸安装的第一L形底座壳11和第二L形顶部壳12，第二L形顶部壳12的中部向盒体内部凹陷形成用于放置脑机接口设备的容纳腔121。具体地，容纳腔121可以按照脑机接口设备200的形状进行设置，应用时将图1中脑机接口设备200按照图示方向和角度放入容纳腔即可。充电模块安装于盒体10内部，包括充电控制电路21、为充电控制电路供电的电池20以及与电池20连接的第一充电接口(图中未示出)，充电控制电路还连接有金属触点22，金属触点贯穿第二L形顶部壳，以使金属触点与放置于容纳腔内的脑机接口设备的第二充电接口连接，实现为脑机接口设备200充电的目的。本申请实施例通过第一L形底座壳11和第二L形顶部壳12的可拆卸安装，将盒体设置时为内部具有空腔的结构，从而为充电模块提供安装空间。具体地，可以将金属触点设置为导电柱。应用时，该导电柱可以焊接到印刷有充电控制电路的PCB电路板上。更具体地，可以在第一L形底座壳内增设固定柱111，从而通过螺丝以及固定柱将导电柱固定到印刷有充电控制电路的PCB电路板上；同时在第二L形顶部壳的底部增设触点通孔，以使安装于PCB电路板上的金属触点通过该触点通孔裸露于第二壳体的容纳腔的底部，从而能够与放置于容纳腔内的脑机接口设备的充电接口接触，完成对脑机接口设备的充电目的。本申请实施例中，将第一充电接口设置为USB接口，以通过该USB接口为电池充电。应用时，还可以将第一充电接口设置为Typ e-C接口、Lightning接口等，此处不再一一列举。

本申请实施例中，充电控制电路被配置为：当检测到与金属触点连接的脑机接口设备的电量小于预设充电阈值时，控制电池向脑机接口设备充电；当检测到与金属触点连接的脑机接口设备的电量大于预设断电阈值时，控制电池中断向脑机接口设备充电。

应用时，可以采用如图3所示的IP5303的芯片来作为充电控制电路。在图3所示的IP5303的芯片的电路中，脑机接口设备与金属触点P1电连接，充电控制电路利用比较器U2来将检测到的脑机接口设备200的电量与预设的充电阈值或断电阈值进行比较，并在脑机接口设备的电量小于该充电阈值时，通过控制器U1来控制电池向脑机接口设备200充电；或者在脑机接口设备的电量不小于断电阈值时，通过控制器U1来切断电池向脑机接口设备200供电；同时，控制器U1检测到外设接口P4(如USB充电接口)连接交流电时，控制器U1向电池充电。

在一些实现方式中，可以将充电控制电路参照图4-5设置为微处理单元MCU 210，微处理单元MCU连接电量检测模块211和通信模块212，以通过电量检测模块检测脑机接口设备的电量，使该用于对脑机接口设备充电的装置通过通信芯片连接终端设备。本申请实施例中，将通信模块设置为蓝牙模块，从而利用蓝牙协议来将本申请实施例提供的用于对脑机接口设备充电的装置100与终端设备(如手机、平板、笔记本电脑等具有蓝牙连接功能的电子设备)连接，完成二者的配对。应用时，还可以将通信模块设置为WiFi模块、ZigBee模块、LoRa模块等。

在上述实现方式中，还可以在盒体上增设与充电控制电路连接的开关按键和若干电量指示灯，充电控制电路被配置为：当开关按键被打开时，检测电池的电量并根据电量控制电量指示灯的亮灯数量。具体地，各个电池指示灯可也是串联设置，不同电量对应不同的电量指示灯。例如，将电量指示灯的数量设置为3，充电控制电路可以配置为：当电池电量大于70％时，3个电量指示灯亮灯；当电池电量大于30％且不大于70％时，2个电量指示灯亮灯；当电池电量不大于30％时，1个电量指示灯亮灯。

在上述实现方式中，还可以增设与充电控制电路连接的第一位置检测传感器，充电控制电路被配置为：当第一位置检测传感器检测到脑机接口设备位于容纳腔时，向终端发送第一中断信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过第一中断信号断开与终端的连接；或当第一位置检测传感器检测到脑机接口设备离开容纳腔时，向终端发送第一连接信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过第一连接信号与终端连接。

应用时，第一位置检测传感器可以设置于容纳腔内。具体地，可以采用接触式传感器、接近式传感器等作为第一位置检测传感器。

在上述实现方式中，可以参照图6增设脑机盒盖。如图6所示的用于对脑机接口设备进行充电的装置100包括：盒体10和充电模块，其中，盒体10包括可拆卸安装的第一L形底座壳11和第二L形顶部壳12，第二L形顶部壳12的中部向盒体内部凹陷形成用于放置脑机接口设备的容纳腔121，还包括用于覆盖盒体的脑机盒盖13。本申请实施例中脑机盒盖用于覆盖图2所示的第二壳体，即盖体安装于基座本体顶部且覆盖范围为基座本体顶部整个区域。应用时，还可以根据容纳腔的大小来设置盖体，即盖体的覆盖范围小于基座本体顶部。具体地，可以通过转轴将脑机盒盖安装于盒体的顶部边缘。

在增设有脑机盒盖的实现方式中，该用于对脑机接口设备充电的装置还可以增设与充电控制电路连接第二位置检测传感器，充电控制电路被设置为：当第一位置检测传感器检测到脑机接口设备位于容纳腔时，向终端发送第一中断信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过第一中断信号断开与终端的连接；或当第一位置检测传感器检测到脑机接口设备离开容纳腔时，向终端发送第一连接信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过第一连接信号与终端连接。

应用时，第二位置检测传感器可以设置于容纳腔内。具体地，可以采用接触式传感器、接近式传感器等作为第二位置检测传感器；或者还可以采用，或霍尔传感器及与其配合的磁铁来作为第二位置检测传感器，以检测脑机盒盖是否被打开。

应用时，该实施例还可以参照增设有第一位置检测传感器的实现方式，在容纳腔内增设第一位置检测传感器，以通过第一位置传感器来检测脑机接口设备是否位于容纳腔，并将充电控制电路配置为：当第一位置检测传感器检测到脑机接口设备位于容纳腔时，向终端发送第一中断信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过第一中断信号断开与终端的连接；或当第一位置检测传感器检测到脑机接口设备离开容纳腔时，向终端发送第一连接信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过第一连接信号与终端连接。这种在设置有脑机盒盖的实现方式中，通过同时设置第一位置检测传感器和第二位置检测传感器，实现了同时检测脑机盒盖是否被打开，以及脑机接口设备是否位于容纳腔的目的。

在上述实现方式中，还可以参照图6增设还包括相互连接的开关切换电路和无线充电线圈23。如图7所示，该用于对脑机接口设备充电的装置100包括盒体10和充电模块，其中，盒体10包括可拆卸安装的第一L形底座壳11和第二L形顶部壳12，第二L形顶部壳12的中部向盒体内部凹陷形成用于放置脑机接口设备的容纳腔121，充电模块安装于盒体10内部，包括充电控制电路21、为充电控制电路供电的电池20以及与电池20连接的第一充电接口(图中未示出)，充电控制电路还连接有金属触点22，金属触点贯穿第二L形顶部壳，以使金属触点与放置于容纳腔内的脑机接口设备的第二充电接口连接，还包括相互连接的开关切换电路和无线充电线圈23，开关切换电路连接充电控制电路和第一充电接口，以使充电控制电路通过开关切换电路控制无线充电线圈或第一充电接口为电池充电。本申请实施例中，充电控制电路和开关切换电路被印刷在同一PCB电路板上。应用时，若第一充电接口被设置为USB接口，开关切换电路接通USB接口时，充电控制电路利用充电控制电路为电池充电；若开关切换电路接未接通USB接口时，充电控制电路利用开关切换电路接通无线充电线圈，实现利用充电控制电路为电池充电的目的。

在上述实现方式中，该装置还包括安装于盒体内的磁吸石。具体地，磁吸石安装于第二L形顶部壳的底部，该磁吸头与安装于脑机接口设备内的磁吸头相互作用，起到了辅助脑机接口设备的第二充电接口对准金属触点的效果。

在一些实现方式中，盒体上设置有充电数据线收纳槽，充电数据线收纳槽内设置有若干与电池连接的接口线。具体地，充电数据线收纳槽可以开设在盒体的任一平面上，如开设在盒体的底部。具体地，可以在充电数据线收纳槽内设置USB接口数据线、Type-C接口数据线、Lightning接口数据线等，以适配具有不同充电接口的用电设备(如手机)，使本申请实施例提供的装置既能够作为对脑机接口设备充电的装置，又能被当做充电宝实现为不同电子设备充电的目的。

在一些实现方式中，还可以在图1所示的用于对脑机接口设备充电的装置的基础上，参照图8在第二L形顶部壳上增设向盒体内部凹陷形成用于放置耳机的耳机容纳腔122，耳机容纳腔底部设置有与充电控制电路连接的充电指针(图中未示出)。应用时，充电指针可以参照金属触点的设置方式金属设置。例如，将充电指针设置为导电柱，并焊接到印刷有充电控制电路的PCB电路板上。在将耳机放入耳机容纳腔后，耳机的充电接口对准充电指针，充电控制电路通过充电指针向耳机进行充电。应用时，还可以在耳机容纳腔底部增设磁吸石，以使耳机容纳腔底部增设磁吸石与耳机的磁吸石相互吸引，起到了辅助耳机的充电接口对准充电指针的效果。

本申请实施例还提供了一种脑机接口系统，如图9所示，该脑机接口系统包括：脑机接口设备200、用于对脑机接口设备充电的装置100和终端400。应用时，将脑机接口设备200放入用于对脑机接口设备充电的装置100的容纳腔121中，脑机接口设备200的充电接口与容纳腔内的金属触点连接从而接通充电控制电路，这样可以使充电控制电路来检测脑机接口设备200的电量，充电控制电路将该电路与预设的充电阈值或断电阈值进行比较：若该电量小于预设的充电阈值时控制电池向脑机接口设备200充电；若该电量大于预设的断电阈值时切断电池向脑机接口设备200供电。

本申请实施例提供的脑机接口系统中对脑机接口设备充电的装置100包括脑机盒盖。若图9中对脑机接口设备充电的装置100的充电控制电路同时连接有第一位置检测传感器和第二位置检测传感器。其中，第一位置检测传感器用于检测到脑机接口设备是否位于容纳腔；第二位置检测传感器用于检测脑机盒盖是否被打开；充电控制电路被配置为：当第一位置检测传感器检测到脑机接口设备位于容纳腔且第二位置检测传感器检测到脑机盒盖被打开时，向终端发送第二连接信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过第二连接信号连接终端；或当第一位置检测传感器检测到脑机接口设备位于容纳腔且第二位置检测传感器检测到脑机盒盖被关闭时，向终端发送第二中断信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过第二中断信号切断与终端的连接。

本申请实施例还提供了一种脑机接口系统，如图10所示，该脑机接口系统包括：脑机接口设备200、用于对脑机接口设备充电的装置100、耳机300和终端400。应用时，将脑机接口设备200、耳机300分别放入用于对脑机接口设备充电的装置100的容纳腔121、耳机容纳腔122中，脑机接口设备200的充电接口与容纳腔内的金属触点连接，从而接通充电控制电路，耳机300的充电接口与耳机容纳腔内的充电指针连接，从而接通充电控制电路。这样可以使充电控制电路来分别检测脑机接口设备200的电量、耳机300的电量。其中，针对脑机接口设备200的充电控制方式可以参照图9所示的实施例处理。针对耳机的充电控制方式为：充电控制电路将耳机300的电量与针对耳机的预设的充电阈值和断电阈值进行比较：若耳机300的电量小于针对耳机的预设的充电阈值则控制电池向耳机充电；若耳机300的电量大于针对耳机的预设的断电阈值时则切断电池向耳机的供电。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (11)

1.一种用于对脑机接口设备充电的装置，其特征在于，包括：

盒体，包括可拆卸安装的第一L形底座壳和第二L形顶部壳，所述第二L形顶部壳的中部向所述盒体内部凹陷形成用于放置脑机接口设备的容纳腔；

充电模块，安装于所述盒体内部，包括充电控制电路、为所述充电控制电路供电的电池以及与所述电池连接的第一充电接口，所述充电控制电路还连接有金属触点，所述金属触点贯穿所述第二L形顶部壳，以使所述金属触点与放置于所述容纳腔内的所述脑机接口设备的第二充电接口连接。

2.根据权利要求1所述的用于对脑机接口设备充电的装置，其特征在于，所述充电控制电路被配置为：

当检测到与所述金属触点连接的所述脑机接口设备的电量小于预设的充电阈值时，控制所述电池向所述脑机接口设备充电；

当检测到与所述金属触点连接的所述脑机接口设备的电量大于预设的断电阈值时，控制所述电池中断向所述脑机接口设备充电。

3.根据权利要求1所述的用于对脑机接口设备充电的装置，其特征在于，所述充电模块还包括相互连接的开关切换电路和无线充电线圈，所述开关切换电路连接所述充电控制电路和所述第一充电接口，以使所述充电控制电路通过所述开关切换电路控制无线充电线圈或所述第一充电接口为所述电池充电。

4.根据权利要求1所述的用于对脑机接口设备充电的装置，其特征在于，所述第二L形顶部壳上还设置有向所述盒体内部凹陷形成用于放置耳机的耳机容纳腔，所述耳机容纳腔底部设置有与所述充电控制电路连接的充电指针。

5.根据权利要求1所述的用于对脑机接口设备充电的装置，其特征在于，所述盒体上设置有充电数据线收纳槽，所述充电数据线收纳槽内设置有若干与所述电池连接的接口线。

6.根据权利要求1所述的用于对脑机接口设备充电的装置，其特征在于，所述盒体上设置有与所述充电控制电路连接的开关按键和若干电量指示灯，所述充电控制电路被配置为：当所述开关按键被打开时，检测所述电池的电量，并根据所述电量控制所述电量指示灯的亮灯数量。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于对脑机接口设备充电的装置，其特征在于，所述充电控制电路包括微处理单元MCU，所述微处理单元MCU连接电量检测模块和通信模块，以通过所述电量检测模块检测所述脑机接口设备的电量，使该用于对脑机接口设备充电的装置通过所述通信模块连接终端。

8.根据权利要求7所述的用于对脑机接口设备充电的装置，其特征在于，该用于对脑机接口设备充电的装置还包括与所述充电控制电路连接的第一位置检测传感器，所述充电控制电路被配置为：

当所述第一位置检测传感器检测到所述脑机接口设备位于所述容纳腔时，向所述终端发送第一中断信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过所述第一中断信号断开与所述终端的连接；或

当所述第一位置检测传感器检测到所述脑机接口设备离开所述容纳腔时，向所述终端发送第一连接信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过所述第一连接信号与所述终端连接。

9.根据权利要求7所述的用于对脑机接口设备充电的装置，其特征在于，该装置还包括用于覆盖所述盒体的脑机盒盖。

10.根据权利要求9所述的用于对脑机接口设备充电的装置，其特征在于，该用于对脑机接口设备充电的装置还包括与所述充电控制电路连接第二位置检测传感器，所述充电控制电路被配置为：

当所述脑机接口设备位于所述容纳腔且所述第二位置检测传感器检测到所述脑机盒盖被打开时，向所述终端发送第二连接信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过所述第二连接信号连接所述终端；或

当所述脑机接口设备位于所述容纳腔时且所述第二位置检测传感器检测到所述脑机盒盖被关闭时，向所述终端发送第二中断信号，以使该用于对脑机接口设备充电的装置通过所述第二中断信号切断与终端的连接。

11.一种脑机接口系统，其特征在于，包括：

脑机接口设备；

如权利要求1-10中任一所述的用于对脑机接口设备充电的装置；

以及终端。

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